茂蘭喀斯特森林退化區(qū)凋落物的分解動態(tài)

王敏　容麗　俞國松　李芹

摘要：? 為了解亞熱帶氣候型的茂蘭喀斯特森林退化區(qū)次生林和灌木林的凋落物分解動態(tài)過程，該研究采用分解袋法，對茂蘭喀斯特森林退化區(qū)不同類型的凋落物在不同坡位的分解狀況進行了為期18個月的觀測，并通過分析凋落物分解時的失重量和失重率的動態(tài)變化，比較了次生林和灌木林的凋落葉的失重率變化，探討了不同坡位對凋落物分解的影響。結(jié)果表明：各種類型凋落物的分解速率和失重率在退化區(qū)內(nèi)存在明顯的差異， 落葉>常綠葉>枯枝（P<0.05），三種凋落物整體變化趨勢在分解過程中大致相同， 它們在早期都快速分解，中期分解變慢，后期開始加速;落葉在次生林與灌木林中的前期分解速率基本同步，后期為灌木林落葉>次生林落葉，而常綠葉在灌木林與次生林中的分解速率則表現(xiàn)為基本同步;利用回歸方程對凋落葉分解50%和95%所需時間進行估測，得出落葉和常綠葉在灌木林中分解50%和95%所需時間少于次生林的;在不同坡位，三種凋落物分解速率的總體趨勢為中坡>上坡;三種凋落物的C含量波動性較大，但總體變化趨勢是隨分解時間的增加而減少，隨著分解時間增加，N含量增加，而C/N比則降低。

關(guān)鍵詞： 茂蘭， 喀斯特， 凋落物， 分解動態(tài)， 養(yǎng)分釋放

中圖分類號：? Q948文獻標識碼：? A文章編號：? 1000-3142（2019）08-1081-11

Abstract：? In order to study the dynamic process of litter decomposition of secondary forest and shrubbery in Maolan karst forest degradation area of subtropical climate type， the decomposition bag method was used to observe the litter decomposition of different types in different slopes in Maolan karst forest degradation area for 18 months. By analyzing the dynamic changes of weight loss and weight loss rate during the decomposition of litters， comparing the changes of weight loss rate of litters in secondary forest and shrubbery and the effects of different slope positions on litters decomposition. The results showed that there were significant differences in the decomposition rate and weight loss ratio of all types of litters in the degradation zone， fallen leaves>often leaves>deadwood（P<0.05）， the overall change trend of the three litters was roughly the same in the decomposition process， they all decomposed rapidly in the early stage， slowed down in the middle stage and accelerated in the later stage. The decomposition rate of leaves in secondary forest and shrubbery was basically synchronized at the earlier stage， deciduous shrub>secondary forest leaves in the later， while the decomposition rate of the common green leaves in secondary forest and shrubbery was basically synchronous. The regression equation was used to estimate the time required for the decomposition of litter leaves by 50% and 95%， and it was concluded that the time required for the decomposition of deciduous leaves and evergreen leaves in shrubbery by 50% and 95% was less than that of secondary forests. At different slope positions， the general trend of decomposition rate of three kinds of litters is mesoslope>upslope. The C content of the three litters fluctuates greatly， but the overall change trend is to decrease with the increase of decomposition time， with the increase of decomposition time， the N content increases， while the C/N ratio decreases.

Key words： Maolan， karst forest， litter， decomposition of dynamic， nutrient release

森林凋落物是指生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的生物成分返回森林表面，為分解者提供了物質(zhì)和能量來源，用于維持生態(tài)系統(tǒng)功能的所有有機物質(zhì)的總稱（王鳳友，1989）。凋落物分解是陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動的重要組成部分，也是維持生態(tài)系統(tǒng)功能的主要過程之一（Swift et al.， 1979; Berg & McClaugherty， 1989; Sun et al.， 2004; 張浩和莊雪影，2008）。對森林凋落物的研究可追溯到19世紀，最早研究森林凋落物的是德國E.Ebermayer（1876），他對森林凋落物的生產(chǎn)和化學(xué)組成進行了研究。隨后， 國外許多學(xué)者如Berg et al.（1993）、Edmonds & Thomas（1995）、Singh et al.（1999）等關(guān)于全球森林凋落物分解和養(yǎng)分釋放進行了大量報道。唐仕姍等（2014）研究了中國森林生態(tài)系統(tǒng)凋落物分解速率的控制因子和分布特征。

我國西南地區(qū)喀斯特生態(tài)環(huán)境極其脆弱，貴州喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)屬于亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)，其生境與相同氣候條件下常態(tài)地貌植被生境相比，有明顯不同，主要表現(xiàn)為巖石裸露率高、土層淺薄、土被不連續(xù)、土壤富鈣、偏堿性等（楊安學(xué)和彭云，2007）。朱守謙等（1995）研究了貴州喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)生境特征，得出喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)具有多層空間，淺薄的土壤層、土被不連續(xù)、地表貯水能力低以及巖石滲漏性強等;這樣的生境條件下發(fā)育的植被需要更多的養(yǎng)分才能維持其生長，因而研究喀斯特退化區(qū)的凋落物分解對喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換具有重要意義。近年來，已有不少學(xué)者對喀斯特森林凋落物進行了研究，王慶玲（2009）對黔中喀斯特地區(qū)次生林凋落物生態(tài)功能做了研究，錢正敏等（2009）研究了茂蘭喀斯特森林凋落物動態(tài)，朱雙燕等（2009）和盧曉強等（2014）先后分析了喀斯特區(qū)原生林和次生林凋落物養(yǎng)分歸還的特征，曾昭霞等（2011）研究了桂西北喀斯特區(qū)原生林與次生林凋落物量及其降解，俞國松等（2011）和熊紅福等（2013）先后對喀斯特地區(qū)不同演替階段植物群落的凋落物量、組成特征及季節(jié)動態(tài)變化進行了研究，陳元等（2017）研究了黔西北喀斯特山區(qū)植物群落凋落物動態(tài)，趙暢等（2018）研究了茂蘭喀斯特原生林不同坡向及分解層的凋落物現(xiàn)存量和養(yǎng)分特征。但是，對喀斯特森林退化區(qū)凋落物分解動態(tài)方面的研究尚不多見。本研究通過對茂蘭喀斯特森林退化區(qū)內(nèi)不同類型凋落物的分解動態(tài)進行為期18個月的調(diào)查，探討了喀斯特森林退化區(qū)凋落物的失重率和分解速率，對比了三種類型凋落物在不同林分中的分解變化以及在相同林分中不同坡位的分解變化，分析了凋落物養(yǎng)分釋放特征，初步闡述了產(chǎn)生這些差異的原因，為喀斯特森林退化區(qū)的綜合治理和生態(tài)環(huán)境的保護提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1 研究區(qū)與樣地概況

貴州省茂蘭喀斯特自然保護區(qū)是國家級自然保護區(qū)，位于貴州省黔南布依族自治州荔波縣南部，接壤廣西壯族自治區(qū)。地理位置為107°52′10″—108°05′40″ E，25°09′20″—25°20′50″ N。區(qū)內(nèi)地形為高原山地，喀斯特地貌十分典型，整個保護區(qū)呈東北—西南向。該區(qū)最高的海拔達1 078.5 m，最低海拔為432 m，平均海拔在802 m以上;成土母巖主要為中下石炭紀白云巖和石灰?guī)r。樣地位于茂蘭保護區(qū)西北部拉橋的緩沖區(qū)，選取的喀斯特次生林是處于演替中間階段的森林群落，而灌木林是演替初級階段的群落。群落植被概況見表1。由于坡體下部受到人為干擾退化為草坡，故樣地選在次生林和灌木林的上坡位和中坡位。

25°18′50″ N林分層次結(jié)構(gòu)分化明顯，喬木層、灌木層比較發(fā)達，高5～12 m，喬木層覆蓋率在80%以上;灌木層高2～3 m，蓋度10%左右，地表有少量藤刺、蕨類、地衣苔蘚等分布，林下枯枝落葉層厚1～2 cm25°18′35″ N林分垂直結(jié)構(gòu)單一，無或有少量喬木，主要以灌木層為主，高度2～4 m，覆蓋度在80%以上，林下覆蓋的枯枝落葉層厚為1～2 cm南天竹、圓果化香樹、香葉樹、荔波鵝耳櫪、齒葉黃皮、多脈青岡茂蘭喀斯特地區(qū)屬于中亞熱帶季風氣候，較濕潤，冬無嚴寒，夏無酷暑。年平均溫度為18.5 ℃，年平均積溫為6 210.8 ℃;年降水量為1 215～1 400 mm，雨季集中在5—9月，全年陰雨天氣較多，日照時數(shù)相對較少;年相對濕度為77.99%。由圖1可知，其氣候特征表現(xiàn)為雨熱同期，夏季高溫多雨，而冬季低溫少雨。夏季的平均降雨量、平均氣溫及平均濕度為全年最高，其中7月份的平均降雨量為271 mm，平均濕度達79%，8月平均氣溫最高為27 ℃。冬季的平均降雨量、平均氣溫及平均濕度為全年最低，其中1月份的平均降雨量為12.1 mm，平均濕度為68%，平均氣溫最低為7 ℃，表現(xiàn)出了冬干夏濕的氣候特征。

1.2 數(shù)據(jù)收集與處理

1.2.1 凋落物的收集于次生林和灌木林中分別收集上坡和中坡凋落物，在設(shè)置的每個樣地內(nèi)按照“梅花形”五點法布置5個凋落物收集器，收集器由孔徑為0.2 mm × 0.2 mm的尼龍網(wǎng)制成，放置于離地面50 cm的高處，接收面積1 m × 1 m。將全部收集好的凋落物分成樹葉和枯枝，樹葉按其自身屬性分成落葉和常綠葉，將分好類的三種凋落物各自均勻混合，帶回實驗室，于60 ℃的烘箱中烘干至恒重，分別稱取10 g的凋落物裝入尼龍網(wǎng)分解袋中（孔徑為1 mm，規(guī)格為20 cm × 20 cm）。

1.2.2 分解袋的收集2016年7月分別將分解袋沿同一等高線放置于次生林和灌木林的上坡位和中坡位，各坡位分別放入81個分解袋，緊貼地表，覆上少許枯枝落葉，以模擬凋落物分解的自然狀態(tài)。每隔2個月，分別隨機回收每種分解樣品各3袋，將回收的凋落物進行室內(nèi)處理，附著在剩余凋落物表面的沉淀物用清水快速清洗，把分解袋中的根系去掉，放在80 ℃的烘箱中烘干至恒重，測定其干重。實驗時間從2016年9月至2018年1月。

1.3 計算公式

1.4 凋落葉N、C元素測定

挑選烘干后的凋落物樣品，分別將落葉、常綠葉與枯枝樣品磨細，過60目篩后，放置于廣口瓶中備測。采用元素分析儀（PE2400-Ⅱ）測定凋落葉N，C含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用EXCEL軟件和SPSS21.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行計算和處理，采用Origin9.1軟件對數(shù)據(jù)進行繪圖處理。

2結(jié)果與分析

2.1 不同類型凋落物的分解動態(tài)

在分解過程中，不同類型的凋落物在不同的分解階段失重程度各不相同。三種凋落物的失重率總體趨勢均隨著分解時間的增加而增加，但在不同分解階段，凋落物的月失重率則有所不同，同一個階段，不同類型的凋落物失重率也不相同。從表2可以看出，在分解的前2個月，落葉的失重率為16.7%+2.06%，常綠葉為11.4%+0.23%，枯枝為7.80%+0.06%，在分解的第10個月，落葉的失重率為43.0%+0.38%，常綠葉為28.0%+0.30%，枯枝為20.7%+0.06%，在分解的第18個月，落葉的失重率為72.0%+0.26%，常綠葉為49.0%+0.26%，枯枝為41.0%+0.06%。從而得出，三種凋落物分解速率的排序為落葉>常綠葉>枯枝。

2.2 凋落物月失重率在分解過程中的變化

從三種凋落物分解動態(tài)（圖2）來看，隨著分解時間增加，凋落物失重率趨于增加，但不同分解階段的凋落物月失重率不同。落葉凋落物在前4個月內(nèi)分解速度非?？?，失重率達28.0%，在4～6個月時分解速度變慢，6～8個月時開始加快，8～16個月時分解速度稍慢于前2個月，最后2個月又變快，分解到第18個月時失重率達到了72%;常綠葉和枯枝凋落物在前2個月分解速度快，失重率分別為11.4%和7.8%，常綠葉在分解2～8個月時分解速度慢于前2個月，8～12個月時其殘留量下降不明顯，在12～14個月時分解速度又變快，在14～16個月時常綠葉凋落物殘留量下降幅度變化不大，16～18個月時下降速度再次加快;枯枝凋落物剩余量在2～8個月時下降速度緩慢， 從第8個表 2各種凋落物干物質(zhì)失重量統(tǒng)計月開始分解速度加快。落葉凋落物的最高峰值失重率發(fā)生在分解的前4個月、第8個月和第18個月，而常綠葉的高峰值出現(xiàn)在第8個月和第14個月，枯枝在2～8個月之間，失重率變化不明顯，分解速度緩慢，其峰值出現(xiàn)在第2個月和第16個月?？傮w來看，分解最快的是落葉，其次是常綠葉，最后是枯枝。

2.3 次生林與灌木林凋落葉的失重率變化

落葉凋落物失重率在次生林中分解前4個月稍快于灌木林中的失重率，而在分解4～11個月時失重率基本同步，分解11～12個月時次生林失重率稍快于灌木林失重率，在分解的第12～18個月時灌木林的失重率就開始大于次生林的失重率，在第16個月時灌木林失重率大于次生林8%;而從次生林和灌木林的常綠葉來看，它們在分解的前10個月中，基本上是同步的，在10～14個月時灌木林失重率大于次生林失重率，第14～16個月又基本同步，在第18個月的時候，灌木林常綠葉的分解速度開始快于次生林（圖3）。

2.4 凋落葉在不同林分類型中的分解速率比較

為比較落葉凋落物和常綠葉凋落物在不同林分類型中的分解速率差異，利用Olson指數(shù)衰減模型對凋落葉分解50%及95%所需時間進行估算。落葉在不同林分類型中的分解速率不相同，灌木林落葉分解系數(shù)為0.471，次生林落葉分解系數(shù)為0.376。灌木林落葉凋落物分解50%所需時間1.48 a，分解90%所需時間6.38 a，而次生林落葉凋落物分解50%所需時間1.85 a，分解90%所需時間7.99 a，從而可知落葉凋落物在灌木林中的分解速率大于在次生林中的分解速率。常綠葉凋落物在灌木林中的分解系數(shù)為0.734，在次生林中的分解系數(shù)為0.371，灌木林常綠葉凋落物分解50%所需時間1.87 a，分解90%所需時間8.10 a，而次生林常綠葉凋落物分解50%所需時間1.95 a，分解90%所需時間8.45 a，表明常綠葉凋落物在灌木林和次生林中的分解速率相差不大，但從總體來看常綠葉凋落物在灌木林中的分解速率大于次生林中的分解速率。落葉凋落物與常綠葉凋落物的分解模型判定系數(shù)均很高，擬合效果比較好（R2>0.9，P<0.01）（表3）。

2.5 不同坡位凋落物失重率的變化

次生林和灌木林中三種凋落物在不同坡位的失重率不相同，次生林落葉凋落物失重率在分解前2個月基本同步，后期均為中坡>上坡;次生林常綠葉凋落物的失重率在分解的前14個月為上坡>中坡，在后4個月中，中坡開始大于上坡;而次生林枯枝凋落物的失重率在分解前2個月為中坡>上坡，分解2～6個月時上坡>中坡，分解6個月后均為中坡>上坡。落葉凋落物和枯枝在灌木林中的失重率全程為中坡>上坡;灌木林常綠葉失重率在分解前6個月為上坡>中坡，分解8個月后中坡>上坡。但在整個分解的過程中，失重率對比變化的總體趨勢是中坡>上坡（圖4）。

2.6 不同類型凋落物養(yǎng)分的動態(tài)變化

初始C含量落葉41.53%，常綠葉43.94%，枯枝46.15%，C含量在分解全程為枯枝>常綠葉>落葉，三種凋落物的C含量波動性較大，總體變化趨勢隨分解時間增加而減少;初始N含量落葉1.29%，常綠葉1.14%，枯枝0.79%，N含量全程表現(xiàn)為落葉>常綠葉>枯枝，三種凋落物的N含量隨分解時間增加而增加;初始C/N比值落葉32.10，常綠葉38.48，枯枝58.20，整個分解過程中的C/N比值為枯枝>常綠葉>落葉，隨著分解時間增加，三種凋落物的C/N比值均降低（圖5）。

3討論

3.1 不同類型凋落物的分解失重率差異

通過分解實驗可以看出，分解過程中凋落物的分解速率是落葉>常綠葉>枯枝。凋落物分解速率在分解初期達最大，隨后變緩，分解12個月后分解速率又開始增快，各種凋落物的分解趨勢都呈現(xiàn)“快-慢-快”的變化，這種分解進程主要歸結(jié)于兩個方面：一方面，凋落物的分解速率與凋落物中容易分解的成分含量有關(guān)，分解樣品剛放于林地，降水對溶性養(yǎng)分的強烈淋溶，與此同時，微生物、腐食小動物和其他分解者發(fā)現(xiàn)了新的食物來源， 從而加快了凋落物的分解; 另一方面， 與當?shù)乇?3凋落物的分解殘留率隨時間的指數(shù)回歸方程的氣候條件相關(guān)，溫度、濕度等氣候因子影響著土壤生物的活動和土壤生化過程。在分解初期，正值秋冬季節(jié)，溫度偏低，分解者活動比較弱，夏綠葉和枯枝的分解速度較慢，而在分解8～12個月的時候，正處于夏秋季節(jié)，這時是高溫高濕的季節(jié)，分解者活動旺盛，此時的分解作用十分強烈。Moore et al.（1999）的研究結(jié)果表明，隨著氣溫升高，凋落物分解率會增加4%～7%，而本研究發(fā)現(xiàn)，夏秋季凋落葉分解率比冬春季凋落葉分解率高6%～8%，兩者研究結(jié)果相近。總的來說，這是由于分解開始時，可溶性有機物的淋洗和易分解碳水化合物的分解，但到一定時期，難分解的纖維素和單寧等物質(zhì)的積累，導(dǎo)致分解速度變慢（Mc Claugherty et al.， 1985），隨著時間推移，組織結(jié)構(gòu)崩潰，分解速度又加快（游巍斌等，2010）。在分解1 a以后，三種凋落物的剩余重量率分別為落葉53.0%，常綠葉70.0%，枯枝75.0%。由此看出，落葉分解最快，另外兩類凋落物分解較慢。王希華等（2004）的研究表明，葉凋落物分解受SLA（比葉面積）的影響，SLA越大，代表凋落物和地面接觸的面積就越大，使更多的土壤微生物在其上活動的范圍就越廣泛，從而加速了凋落物的分解，與此同時，小的SLA通常是葉片較厚，角質(zhì)類物質(zhì)較多，這對降雨淋溶起到了抑制作用，從而使凋落物的分解變慢。因為落葉葉片較大，為紙質(zhì)葉片，所以在水熱條件適宜時，它們會強烈腐爛。在2018年1月底的時候，落葉凋落物干重流失率高達72.0%，分解袋中的枯葉幾乎腐爛，只留下少量的葉狀和葉柄，一些活性植物的根部侵入一些分解袋中，同時還有個別的地衣類植物開始在里面生長。常綠葉類凋落物葉片相對較小，為厚革質(zhì)，即使在相同條件下，分解也顯得慢些，最高失重率為49.0%。在機械分解過程中，常綠葉凋落物分解的作用沒有落葉凋落物表現(xiàn)得那么強烈。而枯枝由于含纖維素較多，且質(zhì)厚，分解則顯得更為緩慢。

三種類型的凋落物達到分解高峰值的時間不一樣，森林凋落物的分解一般是先快后慢，包括粉碎、物理淋溶和有機物代謝三個分解過程（Wood， 1991），落葉面積比較大，從自身構(gòu)造上看韌度較低，表面沒有蠟質(zhì)保護膜， 在微生物的作用下很容圖 5不同類型凋落物的C、N、C＼＼N含量比較易分解，同時也易受到物理粉碎作用，因此在很短的時間就達到了分解高峰。常綠葉的葉片是革質(zhì)，且表面通常具有蠟質(zhì)的保護膜，葉內(nèi)的養(yǎng)分很少流失，但如果粉碎到一定程度后，就會開始進行化學(xué)分解，微生物利用其中的養(yǎng)分合成分解酶，迅速對其進行分解（嚴海元等，2010），所以由于常綠葉的葉片結(jié)構(gòu)，它的分解速率高峰會到達晚一些?？葜Ψ炙俾首盥?，分解速率高峰到達最遲，枯枝主要是由纖維素和木質(zhì)素組成，這兩種物質(zhì)在分解過程中很難被物理分解和化學(xué)分解，要經(jīng)過很長時間才能實現(xiàn)其成熟破碎，養(yǎng)分釋放也比較慢，微生物對枯枝的作用不能很快實現(xiàn)，因此枯枝的分解速率慢（宋福強等，2009）。

3.2 次生林和灌木林對分解差異性的影響

在相同的氣候條件下，森林類型是影響凋落物分解速率的重要因素，凋落物分解速率隨林分組成、林分密度不同而變化（Facelli & Pickett， 1991）。本研究中，通過對次生林與灌木林中凋落物的分解速率比較，結(jié)果表明兩種林分的落葉凋落物的分解速率在前期基本上是次生林的失重率稍大于灌木林的，而在進行分解的后期，卻出現(xiàn)了落葉凋落物在灌木林中的分解速率大于次生林的。首先常綠葉凋落物前10個月在兩種林分中的分解速率基本上是同步的，隨著分解時間的增加，在灌木林中的失重率稍大于在次生林中的，然后兩者又幾乎同步，最后常綠葉在灌木林中的分解速度大于在次生林中的。首先，是因為群落的物種組成、群落林分密度、群落郁閉度不同而導(dǎo)致的（劉玉國等，2011），喀斯特次生林的林分層次結(jié)構(gòu)分化明顯，喬木層、灌木層比較發(fā)達，地表有少量藤刺、蕨類、地衣苔蘚等分布，而喀斯特灌木林的林分垂直結(jié)構(gòu)單一，無或有少量喬木，主要以灌木層為主。其次，次生林和灌木林分別處于陽坡和陰坡，因為坡向不同會造成林分水熱狀況的差異，必然會影響到林中凋落物分解速度的快慢（程煜等，2011）。灌木林處于陰坡，植被生活型都以灌木為主，地面接受太陽光照不多，濕度比較大，溫暖潮濕的環(huán)境使土壤微生物活動旺盛，有利于有機物的迅速分解，從整體而言，不論是落葉凋落物還是常綠葉凋落物在灌木林中的分解速率都大于次生林的。

3.3 坡位對凋落物分解差異性影響

Vitousek et al.（1994）學(xué)者對太平洋熱帶島嶼Mauna Loa的研究表明，隨著海拔升高，氣溫下降，凋落物分解速率呈指數(shù)下降。山體不同坡位的水分條件存在著一定的差異，由于受到環(huán)境氣候及光照的影響，從而導(dǎo)致不同坡位林分內(nèi)的溫度和濕度不同（Hornsby et al.， 1995）。當坡位不同時，表現(xiàn)出各種凋落物分解速率的總體趨勢為中坡>上坡，因為上坡位接受到的太陽輻射較多、溫度較高、土層很薄、土壤養(yǎng)分含量和土壤含水量較低的原因，不利于凋落物的分解，隨著富含養(yǎng)分的表層土壤隨坡面流向中下坡匯集，導(dǎo)致中、下坡位的土壤氮含量和有機質(zhì)含量相對較高，這對凋落物的分解起到了很大的促進作用，在養(yǎng)分含量較高的地方，微生物的活動比較強烈，使凋落物養(yǎng)分歸還地表的過程大大縮短，養(yǎng)分循環(huán)加快，但是由于上坡和中坡的高度相差不是太大，所以這種差異不是太明顯。但在次生林常綠葉分解的前期，出現(xiàn)了上坡>中坡，對于這個結(jié)果，本研究目前還無法驗證，有待下一步的實驗分析來闡述。

3.4 不同類型凋落物養(yǎng)分動態(tài)

不同類型凋落物的化學(xué)組成不同，從而影響它們的分解速率。落葉凋落物的初始C含量為41.53%，常綠葉凋落物的初始C含量為43.94%，枯枝凋落物的初始C含量為46.15%，枯枝凋落物的C含量大于相同時期的葉凋落物。較高的C含量是由于凋落物需合成有機物質(zhì)，從而維持其生長和代謝。在凋落物分解過程中，N元素是制約凋落物分解的一個很重要的因素（曾鋒等，2010）。在本研究中，落葉凋落物的初始N含量為1.29%，常綠葉凋落物的初始N含量為1.14%，枯枝凋落物的初始N含量為0.79%，分解的整個過程中，都是落葉凋落物的N含量>常綠葉凋落物的N含量>枯枝凋落物的N含量，很多學(xué)者研究表明，N含量高的凋落物其分解速率比較快（王相娥等，2009），分解時的N元素的釋放模式為富集—釋放模式，氮元素的富集在凋落物分解過程中普遍存在，因為在凋落葉分解過程中，微生物活動對氮元素有明顯的需要，當?shù)蚵淙~中初始氮含量較低時，微生物會從外界環(huán)境中吸收氮元素來滿足自身活動的需要，這樣便引起了氮元素含量上升（竇榮鵬等，2010）。因此，在分解的初始階段N的絕對含量趨于增加（許曉靜等，2007），本文的研究與之相一致。Melin（1930）在發(fā)表《北美幾種森林凋落物的生物分解特征》一文中，使用了C/N比來分析凋落物的分解特征，C/N比后來成了評價凋落物分解的經(jīng)典指標。本研究中，C/N比值隨著三種不同類型凋落物的分解呈現(xiàn)不斷下降趨勢，這是由于氮沉降會導(dǎo)致N元素增多，凋落物分解到后期，難以分解的物質(zhì)相對增加，分解速率變小，從而C/N比值逐漸降低（曾昭霞等，2011）。本研究結(jié)果表明，枯枝凋落物C含量>常綠葉凋落物C含量>落葉凋落物C含量，落葉凋落物的初始N含量>常綠葉凋落物的初始N含量>枯枝凋落物的初始N含量，C/N比值基本上表現(xiàn)為枯枝凋落物>常綠葉凋落物>落葉凋落物，分解速率為落葉凋落物>常綠葉凋落物>枯枝凋落物。

不同類型凋落物在不同林分中存在著不同分解速率即是各種因素綜合作用的結(jié)果。喀斯特地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)比較脆弱，一旦遭到破壞，就很難恢復(fù)成原來的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。森林凋落物是覆蓋在地表上的腐殖質(zhì)，其結(jié)構(gòu)疏松，不僅具有吸水能力，而且透水性很強，能夠降低徑流速度，豐富地下水源，減少土壤濺蝕，在水土保持、水源涵養(yǎng)方面發(fā)揮著巨大的作用。因此，研究喀斯特森林退化區(qū)凋落物的分解速率變化，有利于相關(guān)部門更好地了解植被恢復(fù)與生態(tài)系統(tǒng)重建的優(yōu)勢條件，為喀斯特森林退化區(qū)的綜合治理和生態(tài)環(huán)境的保護提供科學(xué)依據(jù)。

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